根據(jù)國際《壓力容器、鍋爐和管道委員會(huì)》提出的方法,依照破壞形態(tài)和破壞原因,壓力容器破壞形式可分以下幾種:
1、過度的塑性變形
當(dāng)壓力載荷大大超過設(shè)計(jì)數(shù)值時(shí),容器的器壁變薄,最后達(dá)到不穩(wěn)定點(diǎn),即當(dāng)壓力稍許增加時(shí),容器就會(huì)因過度塑性變形而發(fā)生破裂。當(dāng)容器發(fā)生過度塑性變形破裂時(shí),斷口為撕斷狀態(tài),容器破壞時(shí)不產(chǎn)生碎片或者僅有少量碎塊,爆破口的大小視容器爆破的膨脹能量而定。除壓力的影響以外,金屬材料在高溫下的蠕變也是引起塑性變形的一個(gè)重要原因,在蠕變過程中,材料發(fā)生連續(xù)的塑性變形,在塑性變形積累到相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)間后,將以破裂而告終。
2、過度的彈性變形
彈性變形是固體在外力的作用下表現(xiàn)出的一種行為,當(dāng)外力撤出后,物體能夠恢復(fù)原來形狀的能力稱為彈性性質(zhì),而具有這種可逆性的變形就叫做彈性變形,過度的彈性變形可能使容器呈現(xiàn)不穩(wěn)定狀態(tài),甚至達(dá)到失穩(wěn)程度。
3、大應(yīng)變疲勞
壓力容器在交變應(yīng)力的作用下,位于容器的某些局部區(qū)域(如開孔接管周圍、局部結(jié)構(gòu)不連續(xù)處等)受力最大的金屬晶粒將會(huì)產(chǎn)生滑移并逐漸發(fā)展成為微小裂紋,且裂紋兩端不斷擴(kuò)展,最終導(dǎo)致容器的疲勞破壞。疲勞首先出現(xiàn)在上述高應(yīng)力的局部區(qū)域,即出現(xiàn)在這些高應(yīng)力引起的大應(yīng)變的地方,這種破壞就稱大應(yīng)變疲勞。壓力容器的疲勞破壞一般具有以下特征:
?。?)容器沒有明顯的變形
?。?)破裂的斷口存在兩個(gè)區(qū)域:疲勞裂紋產(chǎn)生至擴(kuò)展區(qū)和最后斷裂區(qū)
(3)容器常因開裂泄漏而失效
?。?)疲勞破壞總是在容器經(jīng)過反復(fù)的加載和卸載以后發(fā)生